2020, Vol. 29
PDF
2. 辽宁省地质勘探矿业集团, 辽宁 沈阳 110032
2. Liaoning Geological Exploration and Mining Group, Shenyang 110032, China
瓦房店市位于辽东半岛南部, 大连市以北, 行政归属辽宁省大连市所辖(图 1).瓦房店地区是我国重要的原生金刚石矿产集中分布区.近年来, 在金刚石找矿方面虽有一定的投入, 但成果不显著[1-13].以往勘查工作证明, 多数含金刚石的金伯利岩管(脉)仅分布于地下较浅部, 向下突然尖灭或消失.
|
图 1 辽宁瓦房店金刚石成矿带分布简图(据文献[9]) Fig.1 Distribution sketch map of diamond metallogenic belts in Wafangdian area, Liaoning Province (From Reference [9]) 1-新生界(Cenozoic)；2-中生界(Mesozoic)；3-古生界(Paleozoic)；4-新元古界(Neoproterozoic)；5-太古宙地质体(Archeozoic geological body)；6-侵入岩(intrusive rock)；7-金刚石成矿带及编号(diamond metallogenic belt and number)；8-较大规模金伯利岩及编号(large-scale kimberlite and number)；9-小规模金伯利岩管(脉)(small-scale kimberlite pipe/dike)；10-研究区范围(study area) |
付海涛[4-5]通过收集研究大量钻孔资料和运用三维建模技术[14-16], 对50号和30号金伯利岩管建立了三维模型.根据金伯利岩管深部形态及产状综合分析, 他认为区域可能存在逆冲推覆构造, 但当时缺乏地表验证.崔克英等[17]提出辽南存在一大型推覆构造, 普兰店湾以南由新元古界与古生界组成的盖层为一异地岩席.关培彦等❶在瓦房店西部长兴岛, 冮江等❷在东部前元台地区分别发现对冲型逆冲推覆构造.而以往地质工作在本成矿带及外围广大区域尚未发现大型逆冲推覆构造, 与周边地区构造形迹对比相差很大, 从区域构造上很难解释.
❶关培彦, 等. 1: 5万复州湾镇等四幅区域地质调查报告.辽宁省区域地质调查队, 1998.
❷冮江, 等. 1: 5万前元台镇等四幅区域地质调查报告.辽宁省区域地质调查队, 1998.
辽宁省地质勘查院有限责任公司, 在2019年承担“瓦房店金刚石整装勘查区增储示范工程--瓦房店地区金刚石成矿带三维地质构造调查”项目工作过程中, 项目组通过三维构造地质调查与构造解析, 首次在瓦房店金刚石成矿带发现区域性大型逆冲推覆构造.该构造的发现, 对金刚石找矿思路转变、深部找矿工作部署调整与重大突破, 以及对区域地质研究具有重要意义.由于本项目正在进一步研究中, 本文仅对逆冲推覆构造总体特征及其意义作一简述, 意在交流.
1 地质与金刚石矿产概况研究区所处大地构造位置为塔里木-华北板块东部, 华北陆块的次一级构造单元辽东地块的西南部大连新元古-古生代拗陷永宁青白口纪凹陷南部, 与复州新元古代-古生代凹陷相接, 西邻郯庐断裂带, 东接金州断裂带[18-19].所称的“岚崮弧”构造及岚崮山西构造盆地[5-6]就位于区内.出露地层有：新元古界青白口系南芬组三段, 岩性组合主要为紫色、黄绿色页岩, 夹泥岩；南华系桥头组, 岩性组合以薄层-厚层石英砂岩夹页岩为主；古生界寒武系碱厂组和馒头组, 岩性组合为灰岩夹页岩.区内岩浆岩不发育, 仅分布有少量小规模的中、酸性岩脉.金伯利岩管(脉)主要侵入于新元古代地层中, 仅个别侵入于古生代地层中.研究区构造复杂, 古生代时期, 以近东西向构造为主, 对形成近东西向金伯利岩带具有控制作用.中生代时期, 早期伸展形成变质核杂岩构造, 中期收缩作用形成逆冲推覆构造, 晚期形成北北东向大型走滑平移断裂构造(金州断裂带).区内断裂较发育, 纵横交错, 主要为北北东向脆性断裂, 其次为北东和北西向断层, 均以走滑性质为主.褶皱构造为南北向和东西向开阔-中等开阔直立褶皱, 局部发育斜歪和平卧褶皱[20-21].
瓦房店金刚石成矿带位于瓦房店市西部, 分布在长约40 km、宽约30 km的范围内.至2016年底, 该区共发现4条金伯利岩矿带, 每条成矿带总体走向北东东, 彼此平行分布. Ⅰ~Ⅲ号成矿带在瓦房店以西的本研究区及附近, Ⅳ号成矿带在北部永宁一带(近年新发现, 位于工作区外).共有119个金伯利岩体, 其中岩管24个, 岩脉115个.每条金伯利岩脉或岩管的长轴方向为北东东或近东西向分布.辽宁省第六地质大队在该区提交了4个大型金刚石原生矿床和3个中小型近源沟谷砂矿.在4个大型原生矿中, 探明资源量从大到小依次为42号、50号、30号岩管和由51、68、74三个岩管组成的岩管群[8-9](图 1).
2 逆冲推覆构造总体特征 2.1 逆冲推覆构造的分布及规模瓦房店逆冲推覆构造位于瓦房店市以西李店镇南、岚崮山-田家西山-古山东一带, 总体呈面状分布.主逆冲断层带平缓舒展, 平面出露界线蜿蜒曲折, 向西、南、北均延出研究区外, 南西方向被郭屯-张屯北西向左行走滑断层错断.见有岚崮山、田屯西山飞来峰以及石灰窑子构造窗和二道沟-贺家望逆冲断层带(图 2).
|
图 2 瓦房店岚崮山地区逆冲推覆构造分布图 Fig.2 Distribution of thrust nappe structures in Langushan area, Wafangdian 1-寒武系(Cambrian)；2-南华系(Nanhua sys.)；3-青白口系(Qingbaikou sys.)；4-金伯利岩管及编号(kimberlite pipe and number)；5-金伯利岩脉及编号(kimberlite dike and number)；6-滑动线理及产状(slide lineation and occurrence)；7-褶皱枢纽及产状(fold hinge and occurrence)；8-运移方向(movement direction)；9-地层产状(formation occurrence)；10-主推覆界面及产状(main nappe surface and occurrence)；11-逆断层及产状(thrust fault and occurrence)；12-左行走滑断层(left lateral strike-slip fault)；13-砂岩(sandstone)；14-页岩褶皱及劈理(shale fold and cleavage) |
该逆冲推覆构造由逆冲断层、上盘外来系统(推覆体)和下盘原地系统组成, 为大型挤压构造.总体特征如下.
1) 逆冲断层
该逆冲推覆构造的逆冲断层, 在东部主要出露于岚崮山以南、以西、以北地区, 东部延入地下, 未出露地表.在西部田屯-干河西山一带, 总体呈“C”形沿山角地带分布, 向西至石灰窑、古山东一带, 总体呈反“C”形.据石灰窑、姜家屯、东风林场等地观察, 逆冲断层面总体倾角较小, 一般小于30°, 多在10~20°之间, 倾向南东东, 局部受后期断裂和褶皱影响, 倾角变陡, 倾向多变.在岚崮山以南, 倾向北；以北地区倾向南东、南东东；在田家西山东坡, 倾向西；在西坡倾向南东.反映了后期褶皱的影响.逆冲断层切断不同的地质体, 在石灰窑子东九龙建材厂一带, 逆冲断层位于桥头组砂岩和寒武系馒头组紫色页岩之间(图 3a).在干河以西田屯西山, 位于桥头组一段砂岩与南芬组三段泥页岩之间(图 3b).在岚崮山南部东风农场, 位于南芬组三段内页岩和泥岩之间(图 3c).在北部尹家屯一带, 位于南芬组三段页岩、泥岩与桥头组砂岩之间(图 3d).总体上看, 逆冲断层主界面由东向西逐渐升高, 直至翘起.逆冲断层带宽度为20~50 m.带内发育断层泥和挤压扁豆体, 定向排列, 显示出压性变形特征.在逆冲断层带的中心部位变形最强, 发育有强烈的挤压片理化带、密集破劈理和挤压滑动镜面构造.远离界面变形逐渐减弱.除了主逆冲断层外, 还发育有次级同期低缓的逆冲断层.
|
图 3 主逆冲断层面及附近变形特征素描图 Fig.3 Sketch of deformations of the major thrust fault planes and vicinities a-九龙建材厂(Jiulong Building Materials Factory)；b-干河西山(western hill of Ganhe)；c-东风农场北(northern Dongfeng Farm)；d-尹家屯(Yinjia village)；1-寒武系(Cambrian)；2-南华系(Nanhua sys.)；3-青白口系(Qingbaikou sys.)；4-砂岩(sandstone)；5-页岩褶皱及劈理(shale fold and cleavage)；6-逆冲断层(thrust fault) |
2) 上盘外来系统
本逆冲推覆构造外来系统(推覆体)主体分布在岚崮山和西部田屯西山、古山东一带, 均呈正地形高地貌, 主要由青白口系南芬组和南华系桥头组构成.东部尹家屯可见南芬组推覆于桥头组之上；在石灰窑只见桥头组逆冲推覆于寒武系之上；在二道沟南华系形成飞来峰推覆于青白口系之上；在西部石灰窑东山, 南华系形成飞来峰推覆于寒武系之上.在上盘岩系下部靠近主逆冲断层面附近, 发育一系列次级脆性逆冲断层带和褶皱构造.断层规模较小, 出露宽度小于2 m.褶皱类型包括平卧褶皱、斜歪褶皱等, 多为露头尺度规模.褶皱枢纽倾向近南北或南南西, 倾角10~20°.轴面南东东倾, 倾角15~30°.部分地区石英砂岩则表现为强烈破碎、劈理化, 南芬组三段页岩内杆状构造发育.
3) 下盘原地系统
在岚崮山一带, 下盘主要由青白口系南芬组、南华系桥头组组成.向西至古山东, 地表所见下盘为寒武系, 延入地下可能还有南华系.受逆冲断层影响, 靠近逆冲断层界面的下盘上部岩层也发生变形, 形成一些小规模的次级逆冲断层和牵引褶皱构造, 但远离主逆冲断层, 向下变形强度逐渐减弱.在石灰窑子寒武系构成了构造窗(向北延出区外, 被后期近东西向断裂所截).
2.3 逆冲推覆构造的运动方向依据逆冲断层面上擦痕、断层带内构造透镜体、牵引褶皱、褶皱的层劈关系、挤压片理、似“S-C”组构以及上下盘次级褶皱、断裂特征等指示标志(图 3a, b, c, d), 判断推覆构造的运动方向是上盘相对下盘由南东东(110~120°)向北西西方向近水平(10~25°)逆冲滑移[22-23].
2.4 逆冲推覆构造受后期构造的影响受后期褶皱、断裂影响, 该期推覆构造体系各形迹的产状都发生变化, 不同程度改变了原始位态.在研究区西南, 逆冲推覆界面被北西向断层截切中断, 其次受北北东向走滑断层影响, 均有不同程度错位, 但总体影响不大.
2.5 逆冲推覆构造的时代区内没有与逆冲推覆构造相关的同位素年龄值, 但在东部邻区前元台子地区, 同期的逆冲推覆构造作用使寒武纪地层直接逆冲在早侏罗世地层(瓦房店组)之上, 使含煤岩系形成构造窗, 其总体又被下白垩统普兰店组不整合覆盖.再结合区内断裂构造之间的交切关系, 推测该逆冲推覆构造形成时代为中晚侏罗世.
3 发现逆冲推覆构造的意义1) 瓦房店金刚石成矿带逆冲推覆构造的发现, 改变了对本区构造格架的基本认识, 说明本区与瓦房店东、西部地区构造期次、构造样式相似, 可以对比, 也反映了同处相同的构造背景.另外, 以往认为辽南地区该期推覆构造, 外来系统的北界在普兰店湾一带.本次发现将此界线向北推移40余千米, 为研究区域地质构造发展历史提供了最新资料.
2) 新发现逆冲推覆构造, 对于金刚石矿深部找矿意义重大.从第Ⅱ成矿带金伯利岩管(脉)的分布位置上看, 包括50号岩管和51号、68号、74号等十几个金伯利岩管(脉)位于推覆构造上盘外来体系中.推覆构造的发现, 不仅合理地解释了多数金伯利岩管(脉)向下突然尖灭的原因, 而且可以预测在下盘原地系统有对应的金伯利岩存在, 深部找矿潜力巨大.这对于转变以往金刚石深部找矿思路, 调整找矿工作部署, 实现金刚石找矿新突破, 意义重大.
致谢: 该成果属于“瓦房店金刚石整装勘查区增储示范工程”项目集体工作取得.感谢中国地质大学(北京)张长厚教授亲临野外精心指导！感谢杨占兴、戴晓川、孟庆成、单学东、石玉学、许洪斌、于海峰等教授级高级工程师及金刚石项目论证专家组各位专家指导！感谢辽宁省第六地质大队有限责任公司万方来项目组和辽宁省物测勘测院有限责任公司王超项目组对本次工作的大力支持！文中插图由江淑娥教授级高级工程师、江洋工程师电脑制作, 在此感谢！
| [1] |
赵建军, 李靖, 王书, 等. 辽宁瓦房店金刚石矿集区区域成矿控制条件及资源潜力预测[J]. 地质与资源, 2011, 20(1): 40-44. |
| [2] |
赵春强, 张志斌, 时溢, 等. 辽南金刚石成矿背景研究进展及讨论[J]. 地质与资源, 2018, 27(2): 149-159. |
| [3] |
万方来, 蒋金晶, 王煊, 等. 辽宁省瓦房店金伯利岩矿区构造特征及其控矿作用[J]. 地质通报, 2019, 38(1): 62-67. |
| [4] |
付海涛. 辽宁省瓦房店地区金刚石原生矿找矿信息研究[J]. 地质找矿论丛, 2005, 20(4): 281-285, 290. |
| [5] |
付海涛. 辽宁瓦房店地区环状构造与金伯利岩关系的几点认识[J]. 西部资源, 2019(3): 14-16. |
| [6] |
付海涛. 瓦房店地区金刚石找矿值得注意的两个问题[J]. 地球科学前沿, 2019, 9(5): 328-333. |
| [7] |
杨占兴, 王彬娜. 辽宁瓦房店30号金伯利岩管地球化学特征及金刚石矿床成因[J]. 世界地质, 2016, 35(2): 378-386. |
| [8] |
万方来, 蒋金晶. 华北地台金刚石找矿前景及成矿预测[J]. 地质与资源, 2015, 24(3): 218-225. |
| [9] |
迟广成, 李国武, 肖刚, 等. 辽宁瓦房店和山东蒙阴金伯利岩中铬铁矿成分特征及指示意义[J]. 地质与资源, 2013, 22(1): 76-80. |
| [10] |
刘飞, 杨经绥, 连东洋, 等. 博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征及对寻找类似岩体的启示[J]. 中国地质, 2019, 46(1): 43-76. |
| [11] |
安战锋, 贾志业, 王萌, 等. 辽宁瓦房店地区金刚石航磁调查飞行方法探讨[J]. 物探与化探, 2017, 41(1): 111-115. |
| [12] |
孟琪. 辽宁金刚石的过去、现在和未来[J]. 岩石矿物学杂志, 2016, 35(S1): 191-194. |
| [13] |
居易, 朱仁智, 倪培, 等. 瓦房店30号岩管金伯利岩中尖晶石成分特征及其意义[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2016, 35(6): 1217-1225. |
| [14] |
付海涛. 辽宁瓦房店地区50号金伯利岩管深部找矿问题研究[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2019(3): 34-36. |
| [15] |
付海涛, 单学东, 康宁, 等. 三维建模技术在30号岩管勘查中的应用[J]. 地球科学前沿, 2017, 7(5): 645-652. |
| [16] |
付海涛. 三维建模技术在金刚石勘查中的应用——以辽宁省瓦房店地区为例[J]. 地质通报, 2019, 38(1): 51-55. |
| [17] |
崔克英, 庞庆邦, 徐英奎. 论辽南韧性推覆构造基本特征[J]. 辽宁地质, 1986(2): 45-59. |
| [18] |
李显东, 陈荣度, 单学东, 等. 辽东半岛南部盖层褶皱与构造演化[J]. 辽宁地质, 2000, 17(3): 190-198. |
| [19] |
刘英才, 付俊彧, 赵春荆, 等. 《东北地区1:150万大地构造相图》的编制[J]. 地质与资源, 2020, 29(1): 1-6. |
| [20] |
孙中任, 赵雪娟, 张晓丽, 等. 东北地区北西向构造的成因与特征[J]. 地质与资源, 2019, 28(1): 1-6, 56. |
| [21] |
万天丰. 中国大地构造学纲要[M]. 北京: 地质出版社, 2004: 135-147.
|
| [22] |
朱志澄, 宋鸿林. 构造地质学[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1990: 195-213.
|
| [23] |
宋鸿林, 张长厚, 王根厚. 构造地质学[M]. 北京: 地质出版社, 2013: 175-192.
|